1

1.1. Stoffeigenschaften

1.1.0. Sicheres Experimentieren

Zonen der blauen Flamme

_________

_______

___________

_____

________

____

__________

_

___

___

____

____

Aufbau des Gasbrenners

Inbetriebnahme

1. Alle Hähne ______________ und

___________ bereitlegen

2. ________________öffnen

3. ________________öffnen

4. ________________

5. ________________ öffnen

Flammenarten

Luftzufuhr geschlossen

⇒ ______________ Verbrennung

⇒ _____bildung, ____________ Hitze

⇒ _________ Flamme

Luftzufuhr geöffnet

⇒ ______________ Verbrennung

⇒ keine _____bildung, __________ Hitze

⇒ ________Flamme

Umgang mit offenen Flammen:

1. Feuer vermeiden:

Lange Haare ________________

weite Ärmel ________________

Jacken _______________

Hefte und Bücher ___________.

2. Feuer löschen:

Kleine Flammen mit __________________,

große Flammen mit _____________ oder

____________.

Sicherheitseinrichtungen im Raum

1. ____________________

2. ____________________

3. ____________________

4. ____________________

5. ____________________

6. ____________________

_________

_________

____

____________

____________

__

__________

__________

__

_____________

_____________

2

Umgang mit unbekannten Stoffen:

1. Unbekannte Stoffe nicht mit den _________ berühren und nach dem Versuch

________ ________!

2. Unbekannte Stoffe nicht in __________ oder __________ kommen lassen und

____________ tragen!

3. Geruchsprobe nur durch ____________ !

4. Möglichst ________ Mengen entnehmen und _________ verwenden!

5. Flaschen sofort nach Gebrauch ________________ und niemals am

_____________ tragen!

Toxikologie = Lehre von den _______ und ihren Wirkungen.

Satz des Paracelsus (1493 Einsiedeln – 1541 Salzburg)

„Alle Dinge sind _____

und nichts ohn _____

allein die ______ macht,

dass ein Ding kein _____ ist“

Die Wirkung eines (Gift-)stoffes wird durch die folgenden Faktoren bestimmt

1. ______ des Stoffes (Beispiel: Natriumchlorid oder Natriumfluorid)

2. Aufgenommene __________ (Beispiel: 1 mg oder 1 g)

3. Art der Aufnahme: __________ (oral), __________ (dermal), __________

(inhalatorisch), __________, (subkutan), _____________

4. ___________ und _________ der Aufnahme. Besonders gefährlich: „Chronische

Exposition“ am Arbeitsplatz → MAK-Wert = Maximale Arbeitsplatz-____________

5. Körperliche ____________ (Konstitution)

Beispiele für natürlich vorkommende _____ :

1. Zucker z.B. in reifen Früchten wird durch Mikroorganismen in _________ mit

eindeutigem _______ und Geschmack umgewandelt

3

2. Beim Abbau von ________ in Fleisch und _______ durch ____________________

entsteht extrem ________ Schwefelwasserstoff, den wir aber schon in kleinsten

Konzentrationen durch seinen charakteristischen Geruch nach faulen _____

wahrnehmen.

3. Amygdalin (amygdalos = Mandelkern) in Kernen von Aprikosen, Äpfeln und _______

setzt mit verdünnten Säuren z.B. im Magen __________ frei. Die Geschmacksnerven

warnen uns durch den intensiv _______ Geschmack vor diesem Gift.

Einstufung der Toxizität nach LD50 = ______ Dose 50 % = Dosis, bei der nach

einmaliger oraler Aufnahme 50 % der Versuchstiere nach 14 Tagen sterben.

Einstufung LD50 (Ratte)

mg /kg Körpergewicht Beispiel

sehr giftig < 25 Botulinus-Toxin (→ ______________)

giftig 25 - 200 Natriumfluorid (→ ______________)

gesundheitsschädlich 200 - 2000 Acetylsalycilsäure (→ ____________)

Gefahrensymbole nach GHS

(Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals)

(explosive GHS 01)

(flammable GHS 02)

(oxidizing GHS 03)

(pressurized gas GHS 04)

(corrosive GHS 05)

(toxic GHS 06)

4

(hazardous GHS 07)

(harmful GHS 08)

(noxious GHS 09)

Achtung: GHS 08 ______________ schließt auch die „CMR-Substanzen“ ein:

1. Cancerogen = ____________________ , z.B. Teer in __________

2. Mutagen = ______________________ , z.B. Röntgenstrahlen

3. Reproduktionstoxisch = embryotoxisch/teratogen

= _____________________ , z.B. Contergan

oder

____________________ , z.B. Schwermetalle in _______

Etiketten enthalten nach GHS

Die Signalwörter „Achtung“ oder „________“ (siehe unten)

H-Sätze = _________________ (hazard statements)

P-Sätze = __________________ (precautionary statements)

Beispiel für ein vollständiges Etikett nach GHS

5

Das Versuchsprotokoll

In einem Protokoll wird ein Versuch so beschrieben, dass ihn jede andere Person anhand

dieses Protokolls selber nachvollziehen kann. Jedes Protokoll gliedert sich in die

folgenden Punkte:

1. ____________ und ______________ (mit Sicherheitshinweisen)

2. ________________ (Skizze in Schnittdarstellung ohne Befestigungen)

3. ________________

4. ________________

5. ________________

1.1.1. Eigenschaften von Stoffen

Die Eigenschaften eines Gegenstandes werden durch seine _______ und durch sein

_________ bestimmt.

Beispiele: Materialien für Flüssigkeitsbehälter

Aceton in Nagellackentferner löst ____________ ⇒ Behälter aus __________

oder ___________

Säuren in Fruchtsaft lösen __________ ⇒ Behälter aus ___________ oder

_______________

Flußsäure löst Glas und Metall ⇒ Behälter aus ________________

Chemie (griech. chyme = Metallguss) ist die Lehre von den Eigenschaften der Stoffe

und der Reaktionen, die sie miteinander eingehen.

Beispiele für Stoffklassen:

________stoffe wie z.B. Vitamin C

________stoffe wie z.B. Zucker

________stoffe wie z.B. Tinte

________stoffe wie z.B. Marmor

________stoffe wie z.B. Stahl

________stoffe wie z.B. Baumwolle

6

Beispiele für Stoffeigenschaften

______________: gelb, farblos, transparent

______________: metallisch glänzend, kristallin, stumpf

______________: sehr weich, weich, hart, sehr hart

______________: süß, bitter, sauer, seifig, neutral

______________: stechend, scharf, sauer, süßlich, neutral

______________: plastisch, elastisch, spröde

Verhalten beim __________: schmilzt, verdampft, verkohlt, brennt, verfärbt sich

Verhalten mit ___________: löst sich, schwimmt oben, sinkt nach unten

__________ Leitfähigkeit: ___________________________

__________ Leitfähigkeit: ___________________________

_______________: (nicht) magnetisierbar

Beispiele für chemische Reaktionen:

Tinte wird durch Tintenkiller __________

Vitamin C färbt Blaukrautsaft ___________

Essig ___________ Marmor

Bei chemischen Reaktionen werden neue ____________ gebildet und _____________

mit der Umgebung ausgetauscht.

7

1.1.2. Der Aufbau der Stoffe aus kleinsten Teilchen

Versuch: Volumenverminderung beim Lösungsvorgang

Durchführung:

Man vermischt 20 ml destilliertes

Wasser und 20 ml wasserfreien

Alkohol in einem Messzylinder.

Beobachtung:

Die Mischung hat ein Volumen von

___ ml.

Erklärung:

Wasser und Alkohol bestehen aus

verschieden großen ____________.

Beim Mischungsvorgang füllen die

kleinen Teilchen teilweise die

___________ zwischen den großen

Teilchen, so dass die Mischung

weniger ___________ beansprucht

als die Summe der reinen Stoffe.

Der Effekt ist in Wirklichkeit deutlicher als in der Zeichnung, da es in drei Dimensionen

größere Hohlräume gibt als in der zweidimensionale Zeichenebene!

Diffusion und Brownsche Teilchenbewegung

Die selbständige Durchmischung flüssiger, gasförmiger oder gelöster Stoffe nennt man

___________. Beispiele sind die Ausbreitung von _____ und ________ in Wasser und

von _________ in der Luft. Die Diffusion lässt sich mit der _______________

Teilchenbewegung erklären. Sie wurde bei der Beobachtung von ______________ in

Wassertropfen unter dem ___________ entdeckt. Die Blütenpollen ___________

infolge des ständigen _____________ von Wasserteilchen. Die Brownsche

Teilchenbewegung nimmt mit steigender Temperatur ____.

8

Der Aufbau der Stoffe aus kleinsten Teilchen

Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen, die aufgrund ihrer geringen Größe mit dem

________ oder dem _______________ nicht sichtbar sind. Nur bei der Abtastung der

Oberflächen von ___________ mit dem ___________________ sind sie als

regelmäßige ___________ direkt erkennbar. Man unterscheidet

1. Atome (griech. atomos = untrennbar) = mit chemischen Reaktionen nicht mehr

_______ Teilchen.

2. Elemente = Stoffe, die nur aus einer _______sorte bestehen.

3. Periodensystem der Elemente (PSE) = Tabelle aller ______________

4. Ordnungszahl OZ = untere Zahl am Elementsymbol = ___________ des Elementes im

PSE

5. Massenzahl MZ = obere Zahl am Elementsymbol = _________ von 1 Mol Atomen in g

6. 1 Mol:= 602∙200 000 000 000 000 000 000 = 602,2 ___________

7. Moleküle (lat. moles = Last, Masse) = aus mehreren _________ zusammengesetzte

Teilchen

8. Verbindungen = aus verschiedenen __________ zusammengesetzte Stoffe

9. Ionen (griech. ionos = wandernd) = elektrisch _________ Teilchen

Beispiele:

Kohlenstoff: 1 Mol 12C-Atome hat die Masse _____

Phosphor: 1 Mol 31P-Atome hat die Masse _____

Sauerstoff: Ein O2-Molekül enthält __ 16O-Atome 16O 16O

⇒ 1 Mol 16O2-Moleküle hat die Masse _____ = ______

Chlor: Ein Cl2-Molekül enthält __ 35,5Cl-Atome 35,5Cl 35,5Cl

⇒ 1 Mol 35,5Cl2-Moleküle hat die Masse ______ = ________

Schwefeldioxid: Ein SO2-Molekül enthält __ 32S-Atom und __ 16O-Atome

⇒ 1 Mol SO2 hat die Masse ___________ = _________

Ethan: Ein C2H6 -Molekül enthält ___ 12C-Atome und ____ 1H-Atome

⇒ 1 Mol C2H6 hat die Masse _____________ = _________

1H 1H

1H 12C 12C 1H

1H 1H

32S 16O 16O

9

1.1.3. Aggregatzustände

Jeder Stoff kann in drei verschiedenen

Aggregatzuständen auftreten. Dabei können zwei oder

sogar drei Aggregatzustände nebeneinander existieren.

fest flüssig

gasförmig

Aggregatzustände und kleinste Teilchen

Fester Zustand

Im festen Zustand werden die Teilchen durch elektrische _________________ in

einem festen _______________ zusammen gehalten. Wird ein Kristall erwärmt, so

speichert es die zugeführt _________ in Form von _________energie. Die Teilchen

____________ mit zunehmender Temperatur immer stärker um ihre Ruhelage, bis sie

sich bei Erreichen der _______________ von ihren festen Plätzen ____________.

Flüssiger Zustand und Verdunsten

Im flüssigen Zustand bleiben die Teilchen aneinander haften und bewegen sich mit

unterschiedlichen _________________. Manche Teilchen sind so schnell, dass sie sich

von der Oberfläche des Tropfens ____________: Der Tropfen _________. Unterhalb

der __________temperatur sind die Teilchen im Gaszustand aber so langsam, dass sie

beim Zusammentreffen mit anderen Teilchen aneinander _______ bleiben. Das Gas

___________ wieder zu kleinen Tröpfchen, die durch die Stöße der sie umgebenden

Luftteilchen in der Schwebe gehalten werden und sichtbaren _______ bilden. Wenn es

warm wird, _________ die Tröpfchen und der Nebel löst sich auf. Wenn es kalt wird,

___________ mehr Gas und die Nebeltröpfchen _________, bis sie als Regentropfen

zu Boden fallen.

Schmelz- und Siedepunkte:

Stoff Fp/°C Sp/°C

Eisen

Kochsalz

Schwefel

Wachs

Wasser

Benzol

Ethanol

CO2

Sauerstoff

Stickstoff

10

Verdampfen und gasförmiger Zustand

Erst bei Erreichen der ________temperatur reißen sich alle Teilchen voneinander los

und verteilen sich gleichmäßig im Raum.

1.1.4. Absolute und relative Temperatur

Erhöht man die Temperatur eines Stoffes durch Wärmezufuhr, so speichern die

Teilchen die zugeführte ___________ in Form von ____________energie. Mit

steigender Temperatur nimmt also die Eigenbewegung der Teilchen ___, mit sinkender

Temperatur nimmt sie ___. Auch im festen Zustand __________ die Teilchen noch im

Kristallgitter. Erst bei einer Temperatur von −273,15°C findet keinerlei

Teilchenbewegung mehr statt. Da ein Stoff bei −273,15°C keinerlei

____________energie mehr enthält, ist es unmöglich, ihn durch Wärmeentzug noch

weiter abzukühlen. Es kann also an keinem Ort des _________ kälter werden als

−273,15°C!

Die relative Temperatur wird in der Einheit Grad

Celsius °C angegeben und bezieht sich auf den

Gefrierpunkt des Wassers.

Die absolute Temperatur T wird in der Einheit Kelvin

K angegeben und bezieht sich auf den absoluten

Nullpunkt.

Umrechnung: T = + 273,15.

fester Zustand

Die Teilchen vibrieren

auf festen Positionen

im Kristallgitter

flüssiger Zustand

Teilchen sind im Tropfen

frei beweglich (Diffusion)

Verdunstung an der Ober-

fläche, Kondensation in

feuchter Luft

gasförmiger Zustand

Teilchen sind im gesamten

Raum frei beweglich

(Diffusion)

Verdampfen

Alle Teilchen reißen sich

aus der Flüssigkeit los.

Beispiele:

/°C T/K

−273,15

100

0

25

100

11

1.1.5. Druck und Volumen

Druck und Ausdehnung durch kleinste Teilchen

1. Der Druck auf die Gefäßwand kommt durch den

_________ der Gasteilchen zustande.

2. Je größer die Teilchenzahl n und je kleiner das zur

Verfügung stehende Volumen V sind, desto

_______ Teilchen prallen auf die Gefäßwand.

3. Je größer die Temperatur ist, desto größer ist die ______________ der Teilchen

und desto mehr Kraft wird auf die Gefäßwand übertragen: Der ________ steigt.

1. Das Volumen eines Gases wird durch den _________ bestimmt, den die Teilchen für

ihre freie Bewegung benötigen. Die Art der Teilchen hat keinen _________ auf das

Volumen. (Satz von __________)

2. Das Volumen eines beliebigen Gases ist _____________ zur Teilchenzahl n und zur

absoluten Temperatur T. Es ist _______________ zum Druck p.

3. 1 Mol eines beliebigen Gases hat bei p = 1013 hPa und T = 273,15 K ein Volumen von V

= _____ Litern. (Molvolumen unter Normalbedingungen)

je größer, desto größer ⇒ _______________

je größer, desto kleiner ⇒ ____________

Teilchenzahl n

in Mol

Temperatur T

in Kelvin

Druck p

in hPa

Volumen V

in Litern

1 273,15 1013 22,4

2 273,15 1013

1 546,30 1013

1 273,15 2026

2 273,15 2026

2 136,57 2026

12

1.1.6. Die Dichte

Die Dichte ρ eines Stoffes ist seine Masse m bezogen auf sein Volumen V: ρ = m

V

Einheiten für Masse und Volumen:

1 μg

1000

1 mg

1000

1 g 1 cm3 = 1 ml

1000 1000

1 kg 1 d m3 = 1 l

Beispiele:

Wasser: ρ = m

V =

78,9 g

80 ml =

0,98 g

1 ml = 0.98

3

g

cm

Ethanol: ρ = m

V =

Kartoffel: ρ = m

V =

Einige Dichten:

Stoff ρ/3

g

cm

Luft

Ethanol

Eis 0,9

Wasser 1,0

Schwefel 2,1

Aluminium

Eisen

Blei

Gold

Iridium 22,6

13

1.1. Stoffeigenschaften

1.1.0. Sicheres Experimentieren

Chemieraum und Sammlung untersuchen Wachsexplosion

Elemente I S. 13 lesen, Gasbrenner in Betrieb setzen und die Flamme mit Magnesiastäbchen untersuchen, Zeichnungen

beschriften und Lücken ausfüllen

Gas-Luft-

Gemisch

Innenkegel

400 °C

Heißeste Zone

1300 °C

Außenkegel

1000 °C

Zonen der blauen Flamme

Gasregler

Luftregler

Gasdüse

Brennerrohr

Gas

Luft

Aufbau des Gasbrenners

Inbetriebnahme

1. Alle Hähne schließen und

Feuerzeug bereitlegen

2. Gelben Gashahn öffnen

3. Gasregler am Brenner öffnen

4. Anzünden

5. Luftzufuhr öffnen

Flammenarten

Luftzufuhr geschlossen

⇒ unvollständige Verbrennung

⇒ Rußbildung, geringe Hitze

⇒ gelbe Flamme

Luftzufuhr geöffnet

⇒ vollständige Verbrennung

⇒ keine Rußbildung, maximale Hitze

⇒ blaue Flamme

Umgang mit offenen Flammen: 1. Feuer vermeiden:

lange Haare zurück binden

weite Ärmel hochkrempeln

Jacken ausziehen

Heft und Bücher entfernen

2. Feuer löschen:

kleine Flammen mit nassem Lappen ersticken

große Flammen mit Löschdecke oder

Feuerlöscher bekämpfen.

Sicherheitseinrichtungen im Raum

1. Not-Aus-Schalter

2. Feuerlöscher

3. Löschdecke

4. Erste-Hilfe-Kasten

5. Telefon

6. Wasserhahn für Augendusche

14

Styropor in Aceton lösen, Magnesium in Salzsäure halten, an Flasche mit wenigen Tropfen Ammoniak riechen, mit Wasser

gefüllte Plastikflasche mit nur aufgesetztem Deckel am Deckel anheben. Elemente I S. 11 lesen:

Umgang mit unbekannten Stoffen:

1. Unbekannte Stoffe nicht mit den Fingern berühren und nach dem Versuch die Hände waschen!

2. Unbekannte Stoffe nicht in den Mund oder die Augen kommen lassen und Schutzbrille tragen!

3. Geruchsprobe nur durch Zufächeln und nicht mit der Nase direkt über die Gefäßöffnung gehen!

4. Möglichst kleine Mengen verwenden (Pipette)!

5. Flaschen sofort nach Gebrauch verschließen und niemals am Deckel tragen!

youtube Ärzte im Mittelalter

Toxikologie = Lehre von den Giften und ihren Wirkungen.

Satz des Paracelsus (1493 Einsiedeln – 1541 Salzburg)

„Alle Dinge sind Gift

und nichts ohn Gift

allein die Dosis macht,

dass ein Ding kein Gift ist“

Die Wirkung eines (Gift-)stoffes wird durch die folgenden Faktoren bestimmt

1. Art des Stoffes (Beispiel: Natriumchlorid oder Natriumfluorid)

2. Aufgenommene Menge (Beispiel: 1 mg oder 1 g)

3. Art der Aufnahme: Mund (oral), Haut (dermal), Atemwege (inhalatorisch), Blut (subkutan), Augen

4. Häufigkeit und Dauer der Aufnahme. Besonders gefährlich: „Chronische Exposition“ am Arbeitsplatz → MAK-Wert

= Maximale Arbeitsplatz-Konzentration

5. Körperliche Verfassung (Konstitution)

Beispiele für natürlich vorkommende Gifte :

1. Zucker z.B. in reifen Früchten wird durch Mikroorganismen in Alkohol mit eindeutigem Geruch und Geschmack

umgewandelt

2. Beim Abbau von Eiweiß in Fleisch und Eiern durch Mikroorganismen entsteht extrem giftiger Schwefelwasserstoff,

den wir aber schon in kleinsten Konzentrationen durch seinen charakteristischen Geruch nach faulen Eiern

wahrnehmen.

3. Amygdalin (amygdalos = Mandelkern) in Kernen von Aprikosen, Äpfeln und Mandeln setzt mit verdünnten Säuren

z.B. im Magen Blausäure frei. Die Geschmacksnerven warnen uns durch den intensiv bitteren Geschmack vor diesem

Gift.

Einstufung der Toxizität gemäß Gefahrstoffverordnung nach LD50 = Lethal Dose 50 % = Dosis, bei der nach einmaliger

oraler Aufnahme 50 % der Versuchstiere nach 14 Tagen sterben.

Einstufung LD50 (Ratte)

mg /kg Körpergewicht Beispiel

sehr giftig < 25 Botulinus-Toxin (→ BoTox)

giftig 25 - 200 Natriumfluorid (→ Zahnkrem)

gesundheitsschädlich 200 - 2000 Acetylsalycilsäure ( → Aspirin)

15

Gefahrensymbole nach GHS

(Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals)

explosiv

(explosive GHS 01)

brennbar

(flammable GHS 02)

brandfördernd

(oxidizing GHS 03)

Gasdruckbehälter

(pressurized gas GHS 04)

ätzend

(corrosive GHS 05)

giftig

(toxic GHS 06)

gesundheitsgefährdend

(hazardous GHS 07)

gefährlich

(harmful GHS 08)

umweltschädlich

(noxious GHS 09)

Achtung: GHS 08 gefährlich schließt auch die „CMR-Substanzen“ ein:

1. Cancerogen = krebserregend , z.B. Teer in Zigaretten

2. Mutagen = erbgutverändernd , z.B. Röntgenstrahlen

3. Reproduktionstoxisch = embryotoxisch/teratogen

= embryoschädigend , z.B. Contergan

oder

fruchtbarkeitsschädigend , z.B. Schwermetalle in Zigarettenrauch

Etiketten enthalten nach GHS

Die Signalwörter „Achtung“ oder Gefahr (siehe unten)

H-Sätze = Gefahrensätze (hazard statements)

P-Sätze = Vorsichtsregeln (precautionary statements)

Beispiel für ein vollständiges Etikett nach GHS

Übungen: Aufgaben zu Stoffeigenschaften Nr. 2

16

Elemente I S. 15 lesen und Lücken ausfüllen

Versuchsprotokolle

In einem Protokoll wird ein Versuch so beschrieben, dass ihn jede andere Person anhand dieses Protokolls selber

nachvollziehen kann. Jedes Protokoll gliedert sich in die folgenden Punkte:

1. Geräte und Materialien (mit Sicherheitshinweisen)

2. Aufbau (vereinfachte Skizze in Schnittdarstellung ohne Befestigungen)

3. Durchführung

4. Beobachtung

5. Auswertung

Zink-Schwefel-Vulkan, schwimmendes Teelicht, Erhitzen von Mineralwasser.

Übungen: Aufgaben zu Stoffeigenschaften Nr. 1

1.1.1. Eigenschaften von Stoffen

Löffel aus Metall, Kunststoff und Glas, Becherglas, Kühler und Pipette aus Glas. Unterschiede und Gemeinsamkeiten?

Die Eigenschaften eines Gegenstandes werden durch seine Form und durch sein Material bestimmt.

Styropor in Aceton lösen, Magnesiumband in Salzsäure lösen

Beispiele: Materialien für Flüssigkeitsbehälter

Aceton löst Kunststoff ⇒ Behälter aus Metall oder Glas

Säuren in Fruchtsaft lösen Metall ⇒ Behälter aus Kunststoff oder Glas

Flußsäure löst Glas und Metall ⇒ Behälter aus Kunststoff

Tintenfass, Vitamin C, Uhu, Marmor, Zange, Lappen, Brezel: Verwendung und Einordnung? Tinte + Na2SO3, Vitamin C +

Rotkohlsaft, Marmor und Essig: Stoffe verändern sich beim Kontakt mit anderen Stoffen: sie reagieren miteinander.

Chemie (griech. chyme = Metallguss) ist die Lehre von den Eigenschaften der Stoffe und der Reaktionen, die sie

miteinander eingehen.

Beispiele für Stoffklassen

Arzneistoffe wie z.B. Vitamin C

Nährstoffe wie z.B. Zucker

Farbstoffe wie z.B. Tinte

Baustoffe wie z.B. Marmor

Werkstoffe wie z.B. Stahl

Textilstoffe wie z.B. Baumwolle

Stationenlernen zu Stoffeigenschaften

Beispiele für chemische Eigenschaften

Aussehen: gelb, farblos, transparent

Oberflächenglanz: metallisch glänzend, kristallin, stumpf

Härte: sehr weich, weich, hart, sehr hart

Geschmack: süß, salzig, bitter, sauer, seifig, neutral

Geruch: stechend, scharf, sauer, süßlich, neutral

Verformbarkeit: plastisch, elastisch, spröde

Verhalten beim Erhitzen: schmilzt, verdampft, verkohlt, verbrennt, verfärbt sich

Verhalten mit Wasser: löst sich, schwimmt oben, sinkt nach unten

Elektrische Leitfähigkeit: leitet den elektrischen Strom (gut oder schlecht)

Wärmeleitfähigkeit: leitet die Wärme (gut oder schlecht)

Magnetisierbarkeit: (nicht) magnetisierbar

Bei chemischen Reaktionen werden neue Stoffe gebildet und Energie mit der Umgebung ausgetauscht.

Übungen: Aufgaben zu Stoffeigenschaften Nr. 3

Beispiele für chemische Reaktionen

Tinte wird durch Tintenkiller entfärbt

Vitamin C färbt Blaukrautsaft rot

Essig löst Marmor

17

1.1.2. Der Aufbau der Stoffe aus kleinsten Teilchen

Versuch: Volumenverminderung beim Lösungsvorgang

Durchführung:

Man vermischt 20 ml destilliertes Wasser und 20 ml

wasserfreien Alkohol in einem Messzylinder.

Beobachtung:

Die Mischung hat ein Volumen von 37 ml.

Erklärung:

Wasser und Alkohol bestehen aus verschieden

großen Teilchen. Beim Mischungsvorgang füllen die

kleinen Teilchen teilweise die Lücken zwischen den

großen Teilchen, so dass die Mischung weniger

Volumen beansprucht als die Summe der reinen

Stoffe. Der Effekt ist in Wirklichkeit deutlicher als

in der Zeichnung, da es in drei Dimensionen größere

Hohlräume gibt als in der zweidimensionale

Zeichenebene!

Ausbreitungsgeschwindigkeit von Buttersäure und H2S bestimmen, KMnO4 in kaltem und heißem Wasser lösen. Elemente

I S. 20 lesen , youtube Karl-Heinz Meyer. Brownsche Molekularbewegung und Lückentext ausfüllen

Diffusion und Brownsche Teilchenbewegung

Die selbständige Durchmischung flüssiger, gasförmiger oder gelöster Stoffe nennt man Diffusion. Beispiele sind die

Ausbreitung von Salz und Essig in Wasser und von Parfüm in der Luft. Sie lässt sich mit der Brownschen

Teilchenbewegung erklären. Sie wurde bei der Beobachtung von Blütenpollen in Wassertropfen unter dem Mikroskop

entdeckt. Die Blütenpollen vibrieren infolge des ständigen Aufpralls von Wasserteilchen. Die Brownsche

Teilchenbewegung nimmt mit steigender Temperatur zu.

Übungen: Aufgaben zu Stoffeigenschaften Nr. 4

Stichwortverzeichnis im Chemiebuch nutzen, um die Lücken ausfüllen

Der Aufbau der Stoffe aus kleinsten Teilchen

Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen, die aufgrund ihrer geringen Größe mit dem Auge oder dem Lichtmikroskop nicht

sichtbar sind. Nur bei der Abtastung der Oberflächen von Feststoffen mit dem Rastertunnelmikroskop sind sie als

regelmäßige Erhebungen direkt erkennbar. Man unterscheidet

1. Atome (griech. atomos = untrennbar) = mit chemischen Reaktionen nicht mehr teilbare Teilchen.

2. Elemente = Stoffe, die nur aus einer Atomsorte bestehen.

3. Periodensystem der Elemente (PSE) = Tabelle aller Atomsorten

4. Ordnungszahl OZ = untere Zahl am Elementsymbol = Position des Elementes im PSE

5. Massenzahl MZ = obere Zahl am Elementsymbol = Masse von 1 Mol Atomen in g

6. 1 Mol = 602∙200 000 000 000 000 000 000 = 602,2 Trilliarden

7. Moleküle (lat. moles = Last, Masse) = aus mehreren Atomen zusammengesetzte Teilchen

8. Verbindungen = aus verschiedenen Atomsorten zusammengesetzte Stoffe

9. Ionen (griech. ionos = wandernd) = elektrisch geladene Teilchen

Ionenwanderung im elektrischen Feld (SV) oder Elektrolyse von ZnI2 (SV/LV) oder Elektrolyse von CuCl2(LV)

Beispiele:

Kohlenstoff: 1 Mol 12

C-Atome hat die Masse 12 g

Phosphor: 1 Mol 31

P-Atome hat die Masse 31 g

Sauerstoff: Ein O2-Molekül enthält 2 16

O-Atome ⇒ 1 Mol

16O2-Moleküle hat die Masse 2∙16 g = 32 g

Chlor: Ein Cl2-Molekül enthält 2 35,5

Cl-Atome ⇒ 1 Mol 35,5

Cl2-Moleküle hat die Masse 2∙35,5 g = 71 g

Schwefeldioxid: Ein SO2-Molekül enthält 1 32

S-Atom und 2 16

O-Atome ⇒ 1 Mol SO2 hat die Masse (1∙32 + 2∙16) g = 64 g

Ethan: Ein C2H6 -Molekül enthält 2 12

C-Atome und 6 1H-Atome ⇒ 1 Mol C2H6 hat die Masse (2∙12 g + 6∙1) g = 30 g

Übungen: Aufgaben zu Stoffeigenschaften Nr. 5 – 7

18

1.1.3. Aggregatzustände

Iodsublimation unterhalb der Schmelztemperatur von 113 °C als LV Elemente I S. 22 lesen und Diagramm beschriften.

Elemente I S. 24 und S. 83 benutzen, um Tabelle auszufüllen.

Jeder Stoff kann in drei verschiedenen Aggregatzuständen auftreten. Dabei können

zwei oder sogar drei Aggregatzustände nebeneinander existieren.

schmelzen

fest flüssig

erstarren

sublimieren verdampfen

resublimieren kondensieren

gasförmig

Festpunkte (Fp) und Siedepunkte (Sp) misst man durch langsames Erwärmen

zunächst im Eis- oder Wasserbad und dann im Reagenzglas.

Elemente I S. 22 lesen und Lückentext ausfüllen:

Aggregatzustände und kleinste Teilchen

Fester Zustand

Im festen Zustand werden die Teilchen durch elektrische Anziehungskräfte in einem festen Kristallgitter zusammen

gehalten. Wird ein Kristall erwärmt, so speichert es die zugeführt Wärme in Form von Bewegungsenergie. Die Teilchen

vibrieren mit zunehmender Temperatur immer stärker um ihre Ruhelage, bis sie sich bei Erreichen der

Schmelztemperatur von ihren festen Plätzen losreißen.

Flüssiger Zustand und Verdunsten

Im flüssigen Zustand bleiben die Teilchen aneinander haften und bewegen sich mit unterschiedlichen

Geschwindigkeiten. Manche Teilchen sind so schnell, dass sie sich von der Oberfläche des Tropfens losreißen. Der

Tropfen verdunstet und bildet ein unsichtbares Gas. Unterhalb der Siedetemperatur sind die Teilchen im Gaszustand

aber so langsam, dass sie beim Zusammentreffen mit anderen Teilchen aneinander haften bleiben. Das Gas kondensiert

wieder zu kleinen Tröpfchen, die durch die Stöße der sie umgebenden Luftteilchen in der Schwebe gehalten werden und

sichtbaren Nebel bilden. Wenn es warm wird, verdunsten die Tröpfchen und der Nebel löst sich auf. Wenn es kalt wird,

kondensiert mehr Gas und die Nebeltröpfchen wachsen, bis sie als Regentropfen zu Boden fallen.

Verdampfen und gasförmiger Zustand

Erst bei Erreichen der Siedetemperatur reißen sich alle Teilchen voneinander los und verteilen sich gleichmäßig im

Raum.

Siedekurve von Ethanol und Schmelzkurve von Kerzenwachs

Übungen: Aufgaben zu Stoffeigenschaften Nr. 8

Einige Schmelz- und Siedepunkte:

Stoff Fp/°C Sp/°C

Eisen 1535 2750

Kochsalz 800 1460

Kaliumnitrat 337 Zersetzung

Schwefel 119 444

Iod 113,2 184,4

Wachs ~ 40 ~300

Wasser 0 100

Benzol 5 80

Ethanol −117 78

CO2 −78 (subl)

Sauerstoff −219 −183

Stickstoff −210 −196

fester Zustand

Die Teilchen vibrieren auf festen Plätzen im

Kristallgitter

gasförmiger Zustand

Die Teilchen sind im gesamten Raum frei

beweglich (Diffusion)

Verdampfen

Alle Teilchen reißen sich

aus der Flüssigkeit los.

flüssiger Zustand

Die Teilchen haften aneinander, sind aber im

Tropfen frei beweglich

(Diffusion)

19

1.1.4. Absolute und relative Temperatur

Text im Kasten ergänzen

Erhöht man die Temperatur eines Stoffes durch Wärmezufuhr, so speichern die Teilchen die zugeführte

Wärmeenergie in Form von Bewegungsenergie.

Mit steigender Temperatur nimmt also die Eigenbewegung der Teilchen zu, mit sinkender Temperatur nimmt sie ab.

Auch im festen Zustand vibrieren die Teilchen noch im Kristallgitter.

Erst bei einer Temperatur von −273,15°C findet keinerlei Teilchenbewegung mehr statt.

Da ein Stoff bei −273,15°C keinerlei Bewegungsenergie mehr enthält, ist es unmöglich, ihn durch Wärmeentzug noch

weiter abzukühlen. Es kann also an keinem Ort des Weltalls kälter werden als −273,15°C!

Text im Kasten ergänzen und Tabelle ergänzen

Die relative Temperatur wird in der Einheit Grad Celsius °C

angegeben und bezieht sich auf den Gefrierpunkt des Wassers.

Die absolute Temperatur T wird in der Einheit Kelvin K angegeben und

bezieht sich auf den absoluten Nullpunkt.

In angelsächsischen Ländern wird noch die Fahrenheit-Skala F mit der

Einheit Grad Fahrenheit °F verwendet. Sie orientiert sich an einer

Kältemischung aus Ammoniumchlorid und Eis sowie der menschlichen

Körpertemperatur.

Für die Umrechnung gilt T = + 273,15 und F = ∙180

100 + 32.

Übungen: Aufgaben zu Stoffeigenschaften Nr. 9

1.1.5. Druck und Volumen

FWU Film Gase

Druck und Ausdehnung durch kleinste Teilchen Der Druck auf die Gefäßwand und die daraus folgenden

Volumenausdehnung kommt durch den Aufprall der Gasteilchen

zustande.

Je größer die Teilchenzahl n und je kleiner das zur Verfügung

stehende Volumen V sind, desto mehr Teilchen prallen auf die

Gefäßwand.

Je größer die Temperatur ist, desto größer ist die Geschwindigkeit

der Teilchen und desto mehr Kraft wird auf die Gefäßwand

übertragen.

Elemente I S. 118 lesen und Lückentext sowie Tabelle ergänzen

1. Das Volumen eines Gases wird durch den Raum bestimmt, den die Teilchen für ihre freie Bewegung benötigen. Die

Art der Teilchen hat keinen Einfluss auf das Volumen. (Satz von Avogadro)

2. Das Volumen eines beliebigen Gases ist proportional zur Teilchenzahl n und zur absoluten Temperatur T. Es ist

antiproportional zum Druck p.

3. 1 Mol eines beliebigen Gases hat bei p = 1013 hPa und T = 273,15 K ein Volumen von V = 22,4 Litern. (Molvolumen

unter Normalbedingungen)

Einige Temperaturwerte:

F/°F /°C T/K

−459,7 −273,15 0

−40 −40 233,15

0 −17,8 255,35

32 0 273,15

77 25 298,15

100 37 307,15

212 100 373,15

20

je größer, desto größer ⇒ proportional

Teilchenzahl n

in Mol

Temperatur T

in Kelvin

Druck p

in hPa

Volumen V

in Litern

1 273,15 1013 22,4

2 273,15 1013 44,8

1 546,30 1013 44,8

1 273,15 2026 11,2

2 273,15 2026 22,4

2 136,57 2026 11,2

je größer, desto kleiner ⇒ antiproportional

Übungen: Aufgaben zu Stoffeigenschaften Nr. 10

1.1.6. Die Dichte

Elemente I S. 28 lesen, Lücken und Tabelle ausfüllen

Die Dichte ρ eines Stoffes gibt an, welche Masse m ein gegebenes Volumen V dieses Stoffes besitzt: ρ = m

V

Einheiten für Masse und Volumen:

1 μg

∙1000

1 mg

∙1000

1 g 1 cm3 = 1 ml

∙1000 ∙1000

1 kg 1 dm3 = 1 l

Beispiele:

Wasser: ρ = m

V =

78,9 g

80 ml =

0,98 g

1 ml = 0,98

3cm

g

Kartoffel: ρ = m

V =

52 g

38 ml =

1,37 g

1 ml = 1,37

3cm

g

Ethanol: ρ = m

V =

40 g

50 ml =

0,8 g

1 ml = 0,8

3cm

g

Zuckergehalt von Cola, Aufgaben zu Stoffeigenschaften Nr. 11

Einige Dichten:

Stoff ρ/3cm

g

Luft 0,001

Ethanol 0,8

Eis 0,9

Wasser 1,0

Schwefel 2,1

Aluminium 2,7

Eisen 7,9

Blei 11,3

Gold 19,3

Iridium 22,6